Tecniche di disinfezione per l'acqua di acquacoltura

Tecniche di disinfezione per l'acqua di acquacoltura

Le tecniche di disinfezione per l'acqua di acquacoltura includono in genere diversi metodi come la sterilizzazione con raggi ultravioletti (UV), la disinfezione con ozono e la disinfezione chimica. Oggi introdurremo i raggi UV e l'ozono come due metodi di sterilizzazione e disinfezione. Questo articolo analizza principalmente questi metodi dal punto di vista dei meccanismi e delle caratteristiche di sterilizzazione.

Sterilizzazione UV

Il principio della sterilizzazione UV prevede l'assorbimento dell'energia della luce UV da parte degli acidi nucleici microbici, tra cui l'acido ribonucleico (RNA) e l'acido desossiribonucleico (DNA). Questo assorbimento altera la loro attività biologica, portando alla rottura dei legami e delle catene degli acidi nucleici, alla reticolazione all'interno degli acidi nucleici e alla formazione di fotoprodotti, impedendo così la replicazione microbica e causando danni letali. La luce UV è classificata in UVA (315~400 nm), UVB (280~315 nm), UVC (200~280 nm) e UV sotto vuoto (100~200 nm). Tra questi, i raggi UVA e UVB sono in grado di raggiungere la superficie terrestre attraverso lo strato di ozono e la copertura nuvolosa. L'UVC, nota come tecnologia di disinfezione UV-C, mostra il più forte effetto di sterilizzazione.

L'efficacia della sterilizzazione UV dipende dalla dose di radiazioni UV ricevuta dai microrganismi, nonché da fattori quali l'energia di uscita UV, il tipo di lampada, l'intensità della luce e la durata di utilizzo. La dose di irradiazione UV si riferisce alla quantità di lunghezza d’onda specifica UV necessaria per ottenere un determinato tasso di inattivazione dei batteri. Dosi più elevate determinano una maggiore efficienza di disinfezione. La sterilizzazione UV è vantaggiosa grazie al suo forte potere battericida, all'azione rapida, alla mancanza di additivi chimici, all'assenza di sottoprodotti tossici e alla facilità d'uso. Gli sterilizzatori UV utilizzano generalmente l'acciaio inossidabile come materiale principale, con tubi al quarzo di elevata purezza e lampade UV al quarzo ad alte prestazioni, garantendo lunga durata e prestazioni affidabili. Le lampade importate possono avere una durata fino a 9000 ore.

Disinfezione con ozono

L'ozono è un potente ossidante e il suo processo di sterilizzazione comporta reazioni di ossidazione biochimica. La sterilizzazione con ozono opera attraverso tre forme: (1) enzimi ossidanti e decompositori all'interno dei batteri che utilizzano il glucosio, disattivando così i batteri; (2) interagire direttamente con batteri e virus, interrompendo il metabolismo microbico e causando la morte; e (3) entrare nelle cellule attraverso le membrane cellulari, agendo sulle lipoproteine ​​della membrana esterna e sui lipopolisaccaridi interni, portando alla dissoluzione e alla morte dei batteri. La sterilizzazione con ozono è ad ampio spettro e litica, elimina efficacemente batteri, spore, virus, funghi e può persino distruggere la tossina botulinica. Inoltre, l’ozono si decompone rapidamente in ossigeno o in singoli atomi di ossigeno a causa della sua scarsa stabilità. I singoli atomi di ossigeno possono ricombinarsi per formare molecole di ossigeno, migliorando l’ossigenazione dell’acqua di acquacoltura senza lasciare residui tossici. Pertanto l’ozono è considerato un disinfettante ideale e non inquinante.

Sebbene l’ozono abbia efficaci capacità di sterilizzazione, un uso eccessivo può danneggiare gli animali d’acquacoltura. Studi di Schroeder et al. dimostrare che l’ozono, se usato in modo appropriato, può rimuovere efficacemente i nitrati e le impurità gialle e, se usato con la separazione della schiuma, può ridurre la proliferazione batterica. Tuttavia, un uso eccessivo può generare ossidanti altamente tossici. Silva et al. evidenziano inoltre che mentre l’ozono migliora la stabilità della qualità dell’acqua e la soppressione delle malattie in acquacoltura, i suoi effetti genotossici possono danneggiare l’integrità delle cellule negli organismi acquatici, portando a problemi di salute e a una riduzione della resa. Pertanto, è fondamentale in acquacoltura utilizzare l’ozono in modo tempestivo, misurato, sicuro e regolamentato, implementando misure rigorose per prevenire un uso eccessivo e mitigare la fuoriuscita di ozono per evitare l’inquinamento atmosferico.